[實(shí)用新型]電子束快速成型設(shè)備特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520512100.2
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN204771118U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋壽祺;黃小東;秦玉江;覃胤鴻;劉新才
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林獅達(dá)機(jī)電技術(shù)工程有限公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K37/00;B23K15/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電子束快速成型設(shè)備，具體涉及一種電子束快速成型設(shè)備特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集裝置。

背景技術(shù)

電子束快速成型設(shè)備中3D元件制造過程z軸由機(jī)械運(yùn)動(dòng)完成，x-y平面由偏掃裝置完成，偏掃裝置的工作機(jī)理與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有根本的區(qū)別，偏掃裝置依靠磁場的作用來操縱電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。由于磁場作用的工作機(jī)理以及制造工藝的影響，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度與其勵(lì)磁電流之間呈非線性關(guān)系，且聚焦與偏掃之間也存在交叉影響，因此電子束快速成型設(shè)備中3D元件制造過程的控制較一般的機(jī)械加工3D元件的控制更為復(fù)雜。為了實(shí)現(xiàn)電子束的精確偏掃及聚焦，工程上將掃描區(qū)域按一定規(guī)律分成若干個(gè)小區(qū)域，各小區(qū)域間的分界線交點(diǎn)定義為特征點(diǎn)，通過實(shí)驗(yàn)獲得各特征點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)；某小區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)分別以該區(qū)域特征點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，按各點(diǎn)的幾何位置線性變化計(jì)算。各點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)的精確性首先取決于特征點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)的精確性，目前通過光學(xué)觀察系統(tǒng)以人為經(jīng)驗(yàn)來獲取特征點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)，精確性受到很大限制；其次取決于區(qū)域劃分的大小，區(qū)域越小計(jì)算精確性越高，但增加數(shù)據(jù)建立的工作量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的是通過光學(xué)觀察系統(tǒng)以人為經(jīng)驗(yàn)來獲取特征點(diǎn)的偏移和聚焦電流數(shù)據(jù)所存在的效率低和精確性不高的問題，提供一種電子束快速成型設(shè)備特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集裝置。

為解決上述問題，本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種電子束快速成型設(shè)備特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集裝置，包括置于真空工作室內(nèi)的測試板、二次反射電子收集裝置和二次反射電子流檢測電阻，以及置于真空工作室外的對中信號變送器和對中信號指示器；

測試板由金屬板制成，測試板上標(biāo)定偏掃區(qū)域，并對偏掃區(qū)域按一定規(guī)律分區(qū)，以各特征點(diǎn)為圓心，開鉆特征點(diǎn)通孔，該特征點(diǎn)通孔的孔徑與電子束流的斑點(diǎn)直徑相當(dāng)；測試板與真空工作室壁電氣相接(接地)；

二次反射電子收集裝置位于測試板的上方，電子束快速成型設(shè)備的電子槍發(fā)出的電子束直接穿過二次反射電子收集裝置到達(dá)測試板；電子束流參數(shù)一定時(shí)，電子束斑在測試板某一特征點(diǎn)附近移動(dòng)，二次反射電子收集裝置收集到的二次反射電子流發(fā)生變化，當(dāng)電子束斑位于特征點(diǎn)正中，且電子束斑的焦點(diǎn)位于測試板上表面時(shí)，二次反射電子收集裝置的二次反射電子流最小；二次反射電子收集裝置通過二次反射電子流檢測電阻與真空工作室壁電氣相接(接地)；

二次反射電子流檢測電阻將二次反射電子收集裝置收集到的二次反射電子流轉(zhuǎn)換成電壓信號；該電壓信號作為電子束斑與特征點(diǎn)對中判斷信號，被送到對中信號變送器；

對中信號變送器將二次反射電子流檢測電阻上的電壓信號放大后送到對中信號指示器；

對中信號指示器顯示對中信號變送器送來的電壓信號，在對x軸偏移電流、y軸偏移電流及聚焦電流進(jìn)行微調(diào)的過程中，電子束斑在某特征點(diǎn)附近移動(dòng)，當(dāng)對中信號指示器顯示的電壓信號值為最小時(shí)，判定對中檢測信號達(dá)到最佳，此時(shí)電子束斑點(diǎn)中心與該特征點(diǎn)中心重合，且焦點(diǎn)位于測試板的上平面。

上述方案中，所述二次反射電子收集裝置最好為一金屬梯形罩體，該金屬梯形罩體的上底面和下底面貫通。

上述方案中，所述測試板的掃描區(qū)域的厚度小于10mm，且特征點(diǎn)通孔的孔徑小于2mm。

另一種電子束快速成型設(shè)備特征點(diǎn)數(shù)據(jù)采集裝置，包括置于真空工作室內(nèi)的測試板、穿越電子收集裝置和穿越電子流檢測電阻，以及置于真空工作室外的對中信號變送器和對中信號指示器；

測試板由金屬板制成，測試板上標(biāo)定偏掃區(qū)域，并對偏掃區(qū)域按一定規(guī)律分區(qū)，以各特征點(diǎn)為圓心，開鉆特征點(diǎn)通孔，該特征點(diǎn)通孔的孔徑與電子束流的斑點(diǎn)直徑相當(dāng)；測試板與真空工作室壁電氣相接(接地)；

穿越電子收集裝置位于測試板的正下方，且覆蓋測試板上標(biāo)定的偏掃區(qū)域，電子束快速成型設(shè)備的電子槍發(fā)出的電子束穿過測試板上的特征點(diǎn)通孔后到達(dá)穿越電子收集裝置；電子束流參數(shù)一定時(shí)，電子束斑在測試板某一特征點(diǎn)附近移動(dòng)，穿越電子收集裝置收集到的穿越測試板特征點(diǎn)通孔的電子束流發(fā)生變化，當(dāng)電子束斑位于特征點(diǎn)正中，且電子束斑的焦點(diǎn)位于測試板上表面時(shí)，穿越電子束最大；穿越電子收集裝置通過穿越電子流檢測電阻與真空工作室壁電氣相接(接地)；

穿越電子流檢測電阻將穿越電子收集裝置收集到的穿越電子流轉(zhuǎn)換成電壓信號；該電壓信號作為電子束斑與特征點(diǎn)對中判斷信號，被送到對中信號變送器；

對中信號變送器將穿越電子流檢測電阻上的電壓信號放大后送到對中信號指示器；